UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA ORGANIK FISIK

UJIAN AKHIR SEMESTER

DI SUSUN OLEH     : NOVA LILIYANI. S

MATA KULIAH       : KIMIA ORGANIK FISIK

SKS                            : 3 SKS

DOSEN                      : Drs. Syamsurizal

WAKTU                     : KAMIS JAM 09.00 WIB SD JUMAT JAM 16.00 WIB

NAMA ANGGOTA KELOMPOK :

1      MAGDALENA N.    (F1C111053)

         ANNISAA                 (F1C111024)

         NOVA LILIYANI. S (F1C111057)

4      LEGENDA OCTA   (F1C111056)

                                          

PERTANYAAN :

1).    Sebagai seorang kimia,Anda tentu mengenal TNT,yaitu BOM yang banyak digunakan dalam medan perang.Kalau senyawa ini dibuat. Jelaskan bagaimana cara mengontrol laju reaksi da sekaligus mengontrol termodinamikanya . kemukakan pula pendekatan kimia untuk mengendalikan mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan.

 Jawab  1. : (Magdalena normalina.s_f1c111053)

Bahan kimia biasa digunakan sebagai Senjata kimia, Bahan penyusun sejata kimia   tersebut biasanya terdiri dari banyak komponen atau zat-zat yang memiliki sifat reaktif dan tidak stabil. diantaranya berbentuk cair, padat, gas. Salah satu contohnya adalah senyawa dalam bentuk cair yaitu TRINITROTOLUENA (TNT). Memiliki nama UIPAC 2-metil-1,3,5-trinitrobenzena.Yaitu  senyawa yang mencair pada suhu 80⁰C. Jauh dibawah suhu dimana dia akan meledak secara spontan dengan kekuatan ledakan sekitar 4,7 SR.

   Pada saat terjadi ledakan, TNT mengurai menjadi berikut :

 

Adapun struktur dari TNT

2,4,6 TRINITROTOLUENA

Senyawa TNT (trinitotoluena) dalam hal ini dibuat dan digunakan  sebagai BOM dalam medan perang.Berdasarkan peryataan diatas.

 1.  Cara untuk mengontrol kinetika reaksi :

Kita perlu mengetahui terlebih dahulu apa itu kinetika reaksi dalam suatu senyawa organik.kineika reaksi erat hubungannya dengan laju reaksi.

Menurut Saya, dalam hal ini laju/kecepatan reaksi senyawa TNT yang digunakan.Dengan cara mengontrol Konsentrasi (M) yang akan digunakan dalam senyawa tersebut. Semakin besar konsentrasi senyawa yang digunakan maka semakin reaktif senyawa nya sehingga terjadi peledakan.Jika ditambahkan dengan bahan lain seperti Campuran Ammonium Nitrat.

 2.  Cara untuk mengontrol termodinamika :

Termodinamika berarti kaitannya dengan ‘thermo’ artinya perhatikan SUHU nya.
Menurut Saya, dengan kita melihat suhu yang dipakai dalam senyawa TRINITROTOLUENA (TNT) agar dapat meledak dengan suhu 80⁰C. Oleh karena itu kita control suhunya dengan cara menurunkan suhunya. Karena senyawa TNT itu bersifat peledak dengan Tekanan (P) maksimum maka itu mengontrolnya adalah dengan menaikkkan kapasitas jumlah (Volume) senyawa TNT.

 3.   Pendekatan kimia :

Satu hal yang harus diperhatikan dalam control kinetika ( kecepatan reaksi) dan kontrol termodinamika (Suhu (T⁰C ) berasal dari kata termo yang berarti "suhu " dan dinamika yang berarti "gerakan " dari partikel molekul-molekul reaktan yang digunakan dalam mnghasilkan produk yang lebih stabil.

Dengan memperhatikan KONSENTRASI (M), VOLUME (V) & TEKANAN (P) Untuk senyawa yang akan digunakan.

·         bila konsentrasi (M) di perbanyak,maka suhu (T0C).Karena akan diperoleh produk yang stabil.dimana terjadi tumbukan partikel molekul yang lambat karena terlalu banyak konsentrasinya.

·         bila konsentrasi (M) lebih sedikit,maka suhu (T0C ) dinaikkan untuk memperoleh produk yang lebih      stabil.

·         bila konsentrasinya besar (M),kemudian suhu (T0C ) dinaikkan maka akan berpengaruh pada tekanan,produk yang kita buat ( larutan ) menjadi lewat jenuh maka akan terjadi ledakan.Jika kita menginginkan hal ini terjadi.Adapun Cara kita yang dilakukan agar tidak terjadi ledakan yaitu dengan mengontrol tekanan (P)

·         pengaruh Tekanan yaitu,bila tekanan (P) tinggi maka akan terjadi ledakan pada larutan.agar supaya tidak terjadi ledakan maka perlu diperhatikannya Volume (V) karena akan menghindari adanya ledakan dan diperoleh lah suatu produk sebanyak-banyaknya yang lebih stabil.

2).    Reaksi-reaksi radikal bebas lazimnya sukar dikontrol untuk mendapatkan suatu produk tunggal dalam jumlah banyak. Kemukakan apa saja upaya yang dapat anda lakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi, berikan contoh reaksinya.

Jawab 1: (Legenda okta. F_f1c111056)

. Pertumbuhan radikal rantai berlangsung dengan sangat cepat.  Salah satu reaksi rantai adalah propagasi rantai linear, dimana Radikal bebas menyerang reaktan menghasilkan molekul produk dan spesies reaktif yang lain. Radikal bebas yang baru ini bereaksi lebih lanjut dan membentuk lagi radikal bebas yang semula, yang sekali lagi menyerang molekul reaktan. Dengan jalan ini produk dan pembawa rantai terbentuk secara kontinyu. 

 Berikut salah satu  upaya yang dapat dilakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi :

·         Pendekatan keadaan mantap / tunak (stasioner)

            Dalam proses rantai linier, kondisi keadaan mantap bisa segera berlaku. Setelah waktu induksi yang sebentar saat konsentrasi radikal bebas meningkat, konsentrasinya menjadi mantap atau tidak berubah dan tidak mengalami perubahan sejalan dengan waktu hingga reaktan habis bereaksi. semua radikal bebas dalam sistem reaksi mencapai keadaan mantap dengan sangat cepat. Pendekatan ini amat membantu dalam penurunan persamaan laju untuk proses rantai. Pada reaksi rantai bercabang, dalam kenaikan yang sangat cepat menghasilkan sejumlah radikal bebas. Dalam sistem seperti ini, keadaan mantap  tidak tertahan dan laju reaksi meningkat dengan cepat sejalan dengan meningkatnya jumlah radikal bebas. Pada kondisi non-stasioner laju reaksi menjadi tak terbatas dan terjadi ledakan.

            Ledakan disebabkan oleh pencabangan rantai oleh karena itu terjadi saat konsentrasi radikal bebas dalam sistem meningkat dengan cepat. Disisi lain ledakan termal terjadi saat laju reaksi meningkat akibat dari kenaikan temperatur. Jika panas yang dilepaskan oleh reaksi eksotermik tidak dihilangkan dengan cepat, temperatur akan meningkat. Karena laju reaksi meningkat secara eksponensial dengan temperatur, ledakan termal dapat serta merta terjadi.

Contoh reaksi :

Sebagai contoh, satu proses propagasi yang mungkin pada reaksi hidrogen-oksigen yaitu :

HO₂× + H₂   ¾®   H₂O + OH×

Lajunya adalah  r_p[HO₂×] dimana  r_{p =} k_p[H₂]. Mengingat persamaan keadaan mantap untuk R

dimana a-1 adalah pertambahan radikal bebas pada reaksi bercabang, yang sering sama dengan dua.

Laju reaksi overall jika keadaan mantap ditahan, akan menjadi:

=

           

 Untuk kondisi keadaan mantap dapat ditahan, percabangan tidak boleh terjadi, itu artinya α = 1. Ketika cabang terjadi, α menjadi lebih besar dari satu dan suku r_b (α - 1) bertambah sehingga penyebut dalam persamaan ke 3 menurun. Oleh karena itu dengan meningkatnya pencabangan, laju akan meningkat hingga penyebut menjadi sma dengan nol atau laju menjadi tak terhingga. Ini adalah kondisi untuk ledakan, yaitu:

            r_s  +  r_g  =  r_b (α - 1)

Jika teori ini diterapkan terhadap reaksi hidrogen-oksigen, batas pertama dan kedua ledakan dapat diterangkan. Pada tekanan rendah r_s besar sehingga r_s + r_g > r_b(a - 1) Dengan meningkatnya tekanan r_s turun hingga r_s + r_g= r_b(a - 1) saat batas ledakan pertama teramati. Pada tekanan relatif tinggi r_g akan tinggi sehingga r_s + r_g > r_b(a - 1) dan sistem dalam keadaan stabil. Saat tekanan diturunkan r_g turun hingga r_s + r_g = r_b(a - 1) kembali dan batas ledakan kedua teramati.

            Terjadinya batas ledakan ketiga baik ledakan termal atau oleh reaksi pencabangan lebih lanjut lainnya, yang menyebabkan peningkatan tiba-tiba konsentrasi radikal bebas. Sifat-sifat batas ledakan ketiga belum dipahami seutuhnya.

Jawab 2 : ( Magdalena normalina.s_f1c111053)

Menurut saya upaya yang dilakukan untuk mengendalikan reaksi propagasi pada radikal bebas yang sukar membentuk suatu produk tunggal yaitu kita lihat dulu reaksi pembentukkan rantai yang panjang kenudian diupayakan untuk mencari pasangan elektron bebas yang lain.

Adapun contoh reaksinya :

H_{2 (g)} + O_{2 (g)}               H₂O

Atau                                X:H       +      ^·O-H          ¾®          X^·    +      H-O-H

                                                                                                                                                                                           radikal hidroksil                                                  radikal baru

Upaya : Yaitu dengan melihat atom O atau senyawa lain yang mengalami radikal bebas  yang memiliki pasangan electron bebas untuk mencari pasangan electron lain. Dan mengikat senyawa yang memiliki ikatan rangkap.

Salah satu contoh reaksi pembentukka radikal bebas untuk memperoleh produk tunggaldalam jumlah banyak adalah ‘PEMBENTUKKAN IKATAN C-C’ yaitu senyawa menghasilkan kovalen homolitik.

           

Jawab 3 : (Annisaa_f1c111024)

Radikal bebas adalah molekul yang kehilangan electron, sehingga molekul tersebut menjadi tidak stabil dan selalu berusaha mengambil electron dari molekul lain. Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama dan upaya yang dapat dilakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi dengan cara menurunkan waktu induksi, sehingga konsentrasinya berubah menjadi berkurang sehingga lajunya menjadi lambat, cara lain dengan menurunkan jumlah radikal bebasnya. Contoh reaksinya :

 4). Buatlah senyawa 3-Metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai  bahan dasar.

Jawab : bersama (Annisaa , Nova liliyani, Legenda Octa F. , Magdalena N.)

pembuatan etana untuk menghasilkan 3 – metil heksanol yaitu dengan mereaksi etana dengan heksanal (aldehid) dengan menggunakan katalis H₃PO₄ pada suhu 300 ^o.C

C₂H₆ + C₆H₁₂O  

CH₂—CH₂—CH—CH₂—CH₂—CH₃ + CH₂^·

                                                                    OH               CH₃

5.      Jelaskan peran kimia organik fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organic mengalami sublimasi. Berikan contoh senyawa organiknya.

Jawab 1.  : ( Magdalena normalina.s_f1c111053)

Menyublim berarti terjadi perubahan wujud zat padat ke gas atau dari gas ke padat. Ini terjadi karena memiliki perbedaan titik didih yang besar sehingga kita dapat menghasilkan uap dengan tingkat kemurnian yang tinggi. sifat kimia mudah menguap agar mudah proses sublimasinya.suatu zat diberikan dengan kenaikan suhu maka partikel tersebut akan menyublim menjadi gas, sebaliknya jika suhu gas tersebut diturunkan maka gas akan segera berubah wujudnya menjadi panas. Sehingga terbentuk lah Kristal proses hasil sublimasi.

Sehubungan dengan pernyataan diatas maka Peran dari ‘Kimia Organik Fisik’ yaitu cabang ilmu yang mempelajari/mengkaji  sifak-sifat fisik  dan kimia suatu senyawa organik seperti sifat fisis yang terjadi pada naftalen tersebut.. Adapun contoh senyawa Organik lainnya adalah Kapur Barus

Jawab 2. (Annisaa_f1c111024)

Kimia organic fisik pada hakikatnya mengkaji aspek fisik dari suatu senyawa organic. Sublimasi adalah proses dari perubahan bentuk padatan langsung menjadi uap tanpa melalui bentuk cair dan setelah mengalami pendinginan langsung terkondensasi menjadi padatan kembali. Dengan kimia organic fisik tentunya proses dari sublimasi senyawa organic tersebut dapat dijelaskan, karena kimia organic fisik berhubungan dengan fisik atau sruktur dari suatu senyawa organic. Sebagai contoh pada beberapa senyawa, tekanan uap pada titik triple sangat rendah. Misalnya benzena pada titik triple tekanannya 6 mmHg dan suhunya 122 ^oC, naftalen pada titik triple tekanannya 7 mmHg dan suhunya 80 ^oC. Karena tekanan uapnya sangat rendah, maka pada tekanan atmosfer zat tersebut dalam bentuk cairan sehingga kurang baik untuk disublimasikan. Teknik pemisahan dengan cara sublimasi sering dilakukan untuk beberapa senyawa organic, contohnya AlCl₃, NH₄Cl, As₂O₃, dll.

Jawab 3 : (Nova liliyani_f1c111057)

Sebelum masuk ke peranan kimia organik fisik, kita terlebih dahulu mengetahui pengertian dari sublimasi. yang dimaksud sublimasi adalah perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu.

Sublimasi juga dapat diartikan sebagai metode pemisahan campuran yang didasarkan pada campuran zat yang memiliki satu zat yang dapat menyublim perubahan wujud ke gas.

Jadi, peran Kimia Organik Fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi adalah : terletak pada proses misalnya pada es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu pada tekanan normal.  kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas membutuhkan wujud antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung berubah ke gas tanpa harus mencair. Ini bisa terjadi apabila tekanan udara pada zat tersebut terlalu rendah untuk mencegah molekul-molekul ini melepaskan diri dari wujud padat. sehingga campuran es tadi dapat menyublim (wujud dari padat ke gas).

  Contoh Senyawa organik yang mengalami sublimasi adalah : AlCl₃, NH₄Cl, I₂, As₂O₃.

Dalam hal ini, kami mengambil senyawa organik nya yaitu senyawa Naftalen (atau dalam pemurnian naftalen), dengan menggunakan proses sublimasi, dikarenakan sifat naftalen yang mudah menyublim dan merupakan padatan kristal yang tak berwarna. Reaksi dari naftalen berlangsung dengan sangat cepat, hal ini disebabkan zat padat dalam proses sublimasi mengalami proses perubahan langsung menjadi gas tanpa melalui fase cair.

Rumus kimia Naftalen adalah C₁₀H₈ dan berbentuk dua cincin benzena yang bersatu.

  Struktur Kimia Naftalen : 

Atau: